Dpto. INGENIERÍA ENERGÉTICA Y FLUIDOMECÁNICA ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIALES UNIVERSIDAD DE VALLADOLID
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- Eva Espejo Murillo
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1 AIRE HÚMEDO Y PROCESOS PSICROMÉRICOS Introduccón. Crcterístcs del re úedo. Dgrs pscroétrcos. Análss de los procesos pscroétrcos báscos del re úedo ASIGNAURA: ERMODINÁMICA ÉCNICA RANSMISIÓN DE CALOR GRADO: INGENIERÍA EN ORGANIZACIÓN INDUSRIAL Dpto. INGENIERÍA ENERGÉICA Y FLUIDOMECÁNICA ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSRIALES 1
2 INRODUCCIÓN Pscroetrí estud los sstes que contenen un ezcl de re seco y por de gu, que se conoce coo re úedo. El re seco se consder: Un ezcl j de gses, prncplente: p ntrógeno, oxígeno, rgón, nídrdo crbónco, etc. Se consder un sustnc pur. Se coport coo un gs del. Coponentes Ms Mol. kg/ol Frccón olr Ms oleculr prcl kg/kol Oxígeno O 2 Ntrógeno N 2 Argón Ar Anídrdo crbónco CO 2 32,00 28,02 39, ,01 0,2095 0,7809 0, ,0003 6,71 21, ,37 0,01 Ms oleculr ed 28,97 ASIGNAURA: ERMODINÁMICA ÉCNICA RANSMISIÓN DE CALOR GRADO: INGENIERÍA EN ORGANIZACIÓN INDUSRIAL Dpto. INGENIERÍA ENERGÉICA Y FLUIDOMECÁNICA ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSRIALES 2
3 El por de gu se consder: Se consder un sustnc pur. Se coport coo un gs del. ºC , Ps br 0,1288 1,038 6,108 23,37 73,75 199,2 Z 1,000 1,000 1,000 1,000 0,998 0,995 El re úedo se consder: Un ezcl no j de re seco y por de gu, que oscl entre un lor áxo de por de gu en re seco que se ll : re sturdo y un íno que concde con el re seco. Se consder un sustnc pur. Se coport coo un gs del. n R p R/ M p n R R/ M p n R R/ M ASIGNAURA: ERMODINÁMICA ÉCNICA RANSMISIÓN DE CALOR GRADO: INGENIERÍA EN ORGANIZACIÓN INDUSRIAL Dpto. INGENIERÍA ENERGÉICA Y FLUIDOMECÁNICA ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSRIALES 3
4 Are sturdo: el estdo del por de gu en el re úedo se crcterz por l presón prcl y l tepertur de ezcl, el estdo norl del por de guenel re úedo essobreclentdo, cundo l presón prcl del por de gu concde con l presón de sturcón del gu se dce que el re está sturdo. p p n R R/ M Máxo s p s n s R s R / M s Míno 0 p 0 n 0 R 0 R / M ASIGNAURA: ERMODINÁMICA ÉCNICA RANSMISIÓN DE CALOR GRADO: INGENIERÍA EN ORGANIZACIÓN INDUSRIAL Dpto. INGENIERÍA ENERGÉICA Y FLUIDOMECÁNICA ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSRIALES 4
5 CARACERÍSICA S DEL AIRE HÚMEDO L coposcón de un uestr dd de re úedo se puede descrbr de rs ners: Frccón olr de oles de por de gu y re seco. Huedd relt: el cocente de l rccón olr del por de gu y de un uestr de re deternd y l rccón olr del por de gu y st de un uestr de re sturd l s tepertur y presón ɸ Φ y p y,p p p s g p,p b Frccón ásc de por de gu y re seco. Huedd especíc: el cocente entre l s de por de gu y el re seco w. ω M M p p / R / R M M p p Susttuyendo p p p y tenendo en cuent que l relcón entre los pesos oleculres del gu y el re seco len proxdente M /M 0,622, result: ω 0, 622 p p p ASIGNAURA: ERMODINÁMICA ÉCNICA RANSMISIÓN DE CALOR GRADO: INGENIERÍA EN ORGANIZACIÓN INDUSRIAL Dpto. INGENIERÍA ENERGÉICA Y FLUIDOMECÁNICA ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSRIALES 5
6 Clculo de H: H H + H + Entlpí de l ezcl por undd de s de re seco: Entlpí del re seco: Cp Cp H H, + + ω en en donde donde Cp Cp kj/kgº 1, 006 kj/ kgº C C Entlpí del por de gu: λ + Cp, en donde λ kj/kg y Cp 1, 86 kj/ kgº C Entlpí del re úedo. Cp + ω λ + Cp En ucos cálculos se desprec Cp rente λ, lo que supone gulr g Cp + ω λ Entlpí del re úedo con gotts de gu Cp l 4,19 kj/kg ºC. Cp + ω s λ + Cp + ω ω s Cp l Entlpí del re úedo con crstles de elo en suspensón Cp 333 kj/kg y Cp 2,05 kj/kgºc. Cp + ω s λ + Cp ω ω s λ Cp ASIGNAURA: ERMODINÁMICA ÉCNICA RANSMISIÓN DE CALOR GRADO: INGENIERÍA EN ORGANIZACIÓN INDUSRIAL Dpto. INGENIERÍA ENERGÉICA Y FLUIDOMECÁNICA ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSRIALES 6
7 eperturs: epertur de Rocó punto de Rocó Are seco y por de gu sobreclentdo presón p y tepertur Proceso de enrento presón constnte donde: p y p Are seco y por de gu sturdo presón p y tepertur Are seco y por de gu sturdo presón p y tepertur epertur de rocó ASIGNAURA: ERMODINÁMICA ÉCNICA RANSMISIÓN DE CALOR GRADO: INGENIERÍA EN ORGANIZACIÓN INDUSRIAL Dpto. INGENIERÍA ENERGÉICA Y FLUIDOMECÁNICA ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSRIALES 7
8 epertur de sturcón dbátc: Cp Estdo nl + ω λ + Cp Estdo nl Cp + ω λ + Cp Proceso soentrópco Cp + ω λ + Cp Cp + ω λ + Cp Se desprec Cp rente λ Cp + ω ω λ Cp El líte es l tepertur de sturcón dbátc ω λ Cp ωst ASIGNAURA: ERMODINÁMICA ÉCNICA RANSMISIÓN DE CALOR GRADO: INGENIERÍA EN ORGANIZACIÓN INDUSRIAL Dpto. INGENIERÍA ENERGÉICA Y FLUIDOMECÁNICA ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSRIALES 8
9 epertur de bulbo seco y de bulbo úedo: epertur de bulbo seco bs : es l tepertur edd por un teróetro coún colocdo en el re úedo epertur de bulbo úedo b : es l tepertur de un teróetro de bulbo úedo, que es un teróetro ordnro de líqudo de dro cuyo bulbo está rodedo por un useln uedecd en gu. Cundo el teróetro de bulbo úedo lcnz el equlbro, el lujo de clor bsorbdo por el gu l porzrse de ser gul l lujo de clor que ps por coneccón desde el bente st l cs úed, por lo tnto, sendo b l tepertur λ D del teróetro.ω ω conecc ón bs b b ω b ω λ D conecc ó ón bs b L tepertur de sturcón dbátc tení l sguente guldd ω st ω st ω ω λ Cp λ Cp st st ω st ω b ω ω Le st b ASIGNAURA: ERMODINÁMICA ÉCNICA RANSMISIÓN DE CALOR GRADO: INGENIERÍA EN ORGANIZACIÓN INDUSRIAL Dpto. INGENIERÍA ENERGÉICA Y FLUIDOMECÁNICA ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSRIALES 9
10 DIAGRAMAS PSICROMÉRICOS Mednte ls ecucones nterores es posble conocer tods ls propeddes terodnács del re úedo conocendo, sí coo los procesos que surdo el re úedo. C Coo los cálculos l resultn tedosos se utlzn dgrs pscroétrcos, ctulente progrs de cálculo. l Los dgrs pscroétrcos representn grácente rs propeddes del re úedo. L Los dgrs pscroétrcos están ltdos pr re presón tosérc. é pos de dgr Coordends Uso Moller Crrer ASHRAE Entlpí especíc Huedd bsolut epertur sec Huedd especíc Entlpí Huedd especíc Europ, Frnc y Alen Píses nglosjones Generlzdo ASIGNAURA: ERMODINÁMICA ÉCNICA RANSMISIÓN DE CALOR GRADO: INGENIERÍA EN ORGANIZACIÓN INDUSRIAL Dpto. INGENIERÍA ENERGÉICA Y FLUIDOMECÁNICA ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSRIALES 10
11 MOLLIER: 1 Líne de sturcón. 2 Líne de entlpí sturcón dbátc. 3 Huedd especíc x. 4 Huedd relt φ. 5 epertur sec S. 6 epertur de bulbo úedo BH. 7 epertur de rocío R. ASIGNAURA: ERMODINÁMICA ÉCNICA RANSMISIÓN DE CALOR GRADO: INGENIERÍA EN ORGANIZACIÓN INDUSRIAL Dpto. INGENIERÍA ENERGÉICA Y FLUIDOMECÁNICA ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSRIALES 11
12 ASIGNAURA: ERMODINÁMICA ÉCNICA RANSMISIÓN DE CALOR GRADO: INGENIERÍA EN ORGANIZACIÓN INDUSRIAL Dpto. INGENIERÍA ENERGÉICA Y FLUIDOMECÁNICA ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSRIALES 12
13 CARRIER: 1 Líne de sturcón. 2 Huedd especíc x. 3 epertur sec S. 4 Huedd relt HR. 5 Líne de entlpí eolucón sturcón dbátc. 6 epertur de bulbo úedo BH. 7 epertur de rocío R. 8 Descón de l entlpí. 9 Escl de entlpí. ASIGNAURA: ERMODINÁMICA ÉCNICA RANSMISIÓN DE CALOR GRADO: INGENIERÍA EN ORGANIZACIÓN INDUSRIAL Dpto. INGENIERÍA ENERGÉICA Y FLUIDOMECÁNICA ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSRIALES 13
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15 ASHRAE: 1 Líne de sturcón. 2 Escl de entlpí I. 3 Líne de entlpí sturcón dbátc. 4 Huedd especíc x. 5 Huedd relt HR. 6 epertur sec S. 7 epertur de rocío R. 8 Líne de bulbo úedo ~ Sturcón dbátc. 9 epertur de bulbo úedo BH. 10 oluen especíco e. 11 rnsportdor: RM / FCS ASIGNAURA: ERMODINÁMICA ÉCNICA RANSMISIÓN DE CALOR GRADO: INGENIERÍA EN ORGANIZACIÓN INDUSRIAL Dpto. INGENIERÍA ENERGÉICA Y FLUIDOMECÁNICA ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSRIALES 15
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17 ANÁLISIS DE LOS PROCESOS PSICROMÉRICOS BÁSICOS DEL AIRE HÚMEDO Los procesos pscroétrcos requeren pr su estudo nlítco de: Blnces de ter. Blnces de energí. L representcón de los procesos pscroétrcos en dgrs present ls sguentes entjs: L representcón en dgr pscroétrco es uy ntuto. Exsten proceso tpo, que perten sber l eolucón del proceso. PRINCIPALES PROCESOS PSICROMÉRICAS: 1. Mezcl dbátc de dos correntes. 2. Contcto con superce derente tepertur. 3. Flujo de re sobre cortn de gu. 4. Huectcón con por. 5. Rect de Mnobr o Fctor de clor Sensble ASIGNAURA: ERMODINÁMICA ÉCNICA RANSMISIÓN DE CALOR GRADO: INGENIERÍA EN ORGANIZACIÓN INDUSRIAL Dpto. INGENIERÍA ENERGÉICA Y FLUIDOMECÁNICA ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSRIALES 17
18 Mezcl dbátc de dos correntes.,, ω, , 2, ω 2, 2 3, 3, ω 3, c 3 b 2 w 2 w 3 Blnces de ter: ω ω ω w 1 Blnce de energí: Regl de l plnc: 2 + c 2+ 1 b 1 c ASIGNAURA: ERMODINÁMICA ÉCNICA RANSMISIÓN DE CALOR GRADO: INGENIERÍA EN ORGANIZACIÓN INDUSRIAL Dpto. INGENIERÍA ENERGÉICA Y FLUIDOMECÁNICA ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSRIALES
19 Contcto con superce derente tepertur. Análss ednte el ctor de ByPss, l corrente de re se dde en dos correntes: Un lcnz el equlbro térco con l superce L otr sle en ls ss condcones de entrd Are trtdo Are en equlbro con superce sup Corrente de re sup Mezcl de correntes de Are Are no trtdo F BP No rt do rt do + No rt do No rt do ot l Are por ByPss ASIGNAURA: ERMODINÁMICA ÉCNICA RANSMISIÓN DE CALOR GRADO: INGENIERÍA EN ORGANIZACIÓN INDUSRIAL Dpto. INGENIERÍA ENERGÉICA Y FLUIDOMECÁNICA ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSRIALES
20 epertur supercl yor que l del re sup > re F BP FBP ot l sup sup No rt do b c sup sup sup c b sup sup ASIGNAURA: ERMODINÁMICA ÉCNICA RANSMISIÓN DE CALOR GRADO: INGENIERÍA EN ORGANIZACIÓN INDUSRIAL Dpto. INGENIERÍA ENERGÉICA Y FLUIDOMECÁNICA ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSRIALES
21 epertur supercl enor que l del re sup < re, pero yor que l de rocío del re sup > r F BP F BP sup sup No rt do ot l b b c sup sup sup sup c b sup ASIGNAURA: ERMODINÁMICA ÉCNICA RANSMISIÓN DE CALOR GRADO: INGENIERÍA EN ORGANIZACIÓN INDUSRIAL Dpto. INGENIERÍA ENERGÉICA Y FLUIDOMECÁNICA ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSRIALES
22 epertur supercl enor que l de rocío del re sup < r sup ω ω sup sup F BP sup ω ω sup sup F BP No rt do ot l b c sup c b X X sup X sup sup ASIGNAURA: ERMODINÁMICA ÉCNICA RANSMISIÓN DE CALOR GRADO: INGENIERÍA EN ORGANIZACIÓN INDUSRIAL Dpto. INGENIERÍA ENERGÉICA Y FLUIDOMECÁNICA ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSRIALES
23 Flujo de re sobre cortn de gu tepertur constnte. Análss de derentes teperturs: 1 Clent y udc >, > y w >w 2 Hudc >, y w >w 3 Enrí y Hudc >, < y w >w Enrí y Hudc, < yw >w 5 Enrí y Hudc <, < y w >w 6 Enrí <, < y w w 7 Enrí y desudc W Cte <, < y w <w 7 Cte r SA ASIGNAURA: ERMODINÁMICA ÉCNICA RANSMISIÓN DE CALOR GRADO: INGENIERÍA EN ORGANIZACIÓN INDUSRIAL Dpto. INGENIERÍA ENERGÉICA Y FLUIDOMECÁNICA ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSRIALES
24 3. Flujo de re sobre cortn de gu tepertur constnte. Práetro crcterístco: Ecc de Hudccón ε Ej. Eolucón 3 ε w S rí l tepertur 100 b 100 c S rí l uedd especíc ε ω ω w ω ω 100 S rí l entlpí ε w 100 w w b c w W w w w ASIGNAURA: ERMODINÁMICA ÉCNICA RANSMISIÓN DE CALOR GRADO: INGENIERÍA EN ORGANIZACIÓN INDUSRIAL Dpto. INGENIERÍA ENERGÉICA Y FLUIDOMECÁNICA ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSRIALES
25 Huectcón con por,, ω,,, ω, W, w, W por sturdo w w Ecucones: + w w + w w w ASIGNAURA: ERMODINÁMICA ÉCNICA RANSMISIÓN DE CALOR GRADO: INGENIERÍA EN ORGANIZACIÓN INDUSRIAL Dpto. INGENIERÍA ENERGÉICA Y FLUIDOMECÁNICA ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSRIALES
26 Rect de Mnobr o Fctor de clor Sensble Q Cp sens bl e Ql t en ω t t Q Δ sens bl e Q Δ l t ent e l t ent e Δ sens bl e ω λ Δ l t en t t Pend ent e b sens bl e X b X ASIGNAURA: ERMODINÁMICA ÉCNICA RANSMISIÓN DE CALOR GRADO: INGENIERÍA EN ORGANIZACIÓN INDUSRIAL Dpto. INGENIERÍA ENERGÉICA Y FLUIDOMECÁNICA ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSRIALES
27 FCS Qsens sens bl e Qt ot l RM Δ Δω Energí Agu Prlels Locl Puntos donde puede estr l pulsón Cuple l relcón entre Q sensble y Q ltente ASIGNAURA: ERMODINÁMICA ÉCNICA RANSMISIÓN DE CALOR GRADO: INGENIERÍA EN ORGANIZACIÓN INDUSRIAL Dpto. INGENIERÍA ENERGÉICA Y FLUIDOMECÁNICA ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSRIALES
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